[發(fā)明專利]一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910093360.3 | 申請日： | 2019-01-30 |
| 公開（公告）號： | CN109894336B | 公開（公告）日： | 2020-10-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李廣榮;王麗爽;楊冠軍;劉梅軍;劉宏;李成新;李長久 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安交通大學(xué) |
| 主分類號： | B05D5/00 | 分類號： | B05D5/00;B05D7/00;C23C4/134;C23C4/073;C23C4/11;C23C4/129;C23C24/04 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 徐文權(quán) |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 燒結(jié) 壽命 雙層 梯度 結(jié)構(gòu) 熱障 涂層 及其 制備 方法 | ||
1.一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，該制備方法制備的熱障涂層包括自下至上依次設(shè)置的增韌層（3）和隔熱層（4）；所述增韌層（3）包括若干層第一片層單元（5）；所述隔熱層（4）包括自下至上依次設(shè)置的N個亞層，N個亞層包括自下至上依次設(shè)置的第一亞層至第N亞層，N為2～20內(nèi)的自然數(shù)，不同亞層的厚度與其熱導(dǎo)率的比值相等，且第一亞層（41）至第N亞層的熱導(dǎo)率等差遞減；每個所述亞層包括交替設(shè)置的第一涂層和第二涂層，所述第一涂層包括若干層第二片層單元（6），所述第二涂層包括若干間隔設(shè)置在第一涂層上的第三片層單元（7）；所述亞層的底層為第一涂層，亞層中非底層的第一涂層覆蓋其下方的第一涂層和第三片層單元（7）；亞層第一片層單元（5）和第二片層單元（6）的片層致密度均大于90%，亞層第三片層單元（7）的片層致密度小于60%；
所述制備方法包括以下步驟：
步驟1，在基體（1）上采用熱噴涂的方法沉積100微米～150微米金屬粘結(jié)層（2）；
步驟2，在金屬粘結(jié)層（2）上沉積第一熱障涂層材料，形成增韌層（3）；
步驟3，采用混合噴涂的方法在增韌層（3）上依次沉積隔熱層（4）的N個亞層，并通過噴涂參數(shù)的調(diào)整，使不同亞層的厚度與其熱導(dǎo)率的比值相等，且亞層的熱導(dǎo)率由第一亞層（41）向第N亞層等差遞減；
其中，每個亞層的制作過程相同，均包括以下步驟：步驟3.1、沉積第二熱障涂層材料，形成第一涂層；步驟3.2、在第一涂層上噴涂第三熱障涂層材料粉末的懸浮液，形成第二涂層；步驟3.3，重復(fù)步驟3.1～步驟3.2，直至達到各亞層的設(shè)計厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟3中所述的噴涂參數(shù)的調(diào)整具體為改變第二熱障涂層材料的噴涂距離，噴涂距離范圍為60 mm～150mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟2中，在沉積第一熱障涂層材料的過程中預(yù)熱基體溫度至300℃～500℃；步驟3中，在沉積的過程中控制基體溫度不超過200℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述增韌層（3）的厚度占增韌層（3）和隔熱層（4）總厚度的10%～50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，所有所述第三片層單元（7）的體積含量為所有第二片層單元（6）和所有第三片層單元（7）總體積的10%～50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述增韌層（3）內(nèi)第一片層單元（5）的層間結(jié)合率不低于50%；所述隔熱層（4）內(nèi)所有亞層相鄰第二片層單元（6）的層間結(jié)合率小于或等于50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述增韌層（3）由第一熱障涂層材料制成，所述隔熱層（4）的第一亞層（41）的熱導(dǎo)率小于或等于第一涂層所用的第二熱障涂層材料本征熱導(dǎo)率的60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，所述增韌層（3）中，相鄰兩層第一片層單元（5）之間具有第一層間微孔隙（81），同一層第一片層單元（5）之間具有第一層內(nèi)微裂紋（91）；所述隔熱層（4）的亞層中，相鄰兩層第二片層單元（6）之間具有第二層間微孔隙（82），同一層第二片層單元（6）之間具有第二層內(nèi)微裂紋（92）。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗燒結(jié)長壽命雙層梯度結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備方法，其特征在于，N個亞層的熱導(dǎo)率的遞減公差為0.1 W/（m·K）～0.5W/（m·K）。
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